许多变暖实验可能描绘了一幅不完整的画面。密歇根州立大学的研究人员发现,只关注夏季热浪的研究可能低估了气候变化的影响。
植物也可以度过冬天。忽视寒冷季节的变暖会错过根系生长和养分循环等关键过程。
#夏季图文激励计划#他们最新的全球荟萃分析发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)上,分析了 126 个开顶室实验。这些研究涵盖了从南极洲到密歇根州不同生态系统的 13 种植物性状。
庞大的数据集有助于确定生物量、氮含量和开花等性状如何响应变暖。
仅限夏季的实验达不到要求
“这种对许多生态系统中植物的变暖影响的全球重要综合可用于为未来影响的模型提供信息,”MSU 综合生物学系教授 Phoebe Zarnetske 说。
全年变暖引发了更强烈的变化。地上生物量、果实重量和叶片生长均表现出更大的增加。相比之下,季节性(仅限夏季)变暖产生了温和的影响。
例如,只有在全年变暖的情况下,地上氮含量才会显著下降。
忽视冬天的实验可能会错过关键的生态变化。该研究表明,过去的许多实验可能低估了植物对气候变暖的反应。
变暖改变了植物的性状
研究人员将植物反应分为生长、繁殖、化学和物候性状。有些反应是可以预见的。
变暖增加了叶片生长 (Hedges' g = 0.54) 和地下生物量 (g = 0.60)。它还导致了更早的春季物型期,尽管效果很小 (g = −0.12)。
然而,并非所有变化都是积极的。地上氮含量下降 (g = -0.41),可能是由于养分稀释效应。果实重量随纬度的增加而增加,在较冷的地方表现出更强的反应。
较冷的区域显示更大的植物变化
随着纬度的增加,生殖性状变得更加敏感。高纬度地区果实数量和果实重量显著增加。春季计时在两极附近推进得更猛烈。
在变暖下,靠近其北部山脉边缘的植物也生长得更多。这些范围边缘的植物可能会经历更多变的气候。
这种可变性可能有助于他们快速适应。离边缘较远的物种表现出较小甚至负的变化。
变暖反应会随着时间的推移而稳定下来
短期实验产生了更强的性状转变。随着时间的推移,社区可能会进行调整,从而导致较小的可见影响。例如,在较长的实验中,花的寿命和果实数量显示出较弱的变化。
这种模式表明塑性反应可能会减弱或稳定。全年变暖更准确地模拟了未来的条件,尤其是在预期的冬季气温升高的情况下。
并非所有物种的反应都相同
生长形式产生了很大的不同。禾本科植物和草一样,对 13 个性状中的 9 个有反应。灌木紧随其后,显示出与变暖相关的覆盖率和果实产量的增加。
另一方面,苔藓植物和地衣在变暖下下降。它们的覆盖率下降了,而维管植物却蓬勃发展。这种对比可以抵消群落层面的趋势,掩盖较小物种的特定植物变化。
“非本地物种可能会从未来的气候条件中受益,”该研究指出。然而,对这些物种的研究仍然有限。关于非母语回答的数据通常太稀少,无法得出可靠的结论。
变暖研究需要更多的植物
Phoebe Zarnetske 的 SpaCE 实验室贡献了 126 个数据集中的一个。他们在凯洛格生物站的长期变暖地块捕捉到了其他人经常错过的季节性变化。
“就我们收集的数据集的大小而言,这项研究是独一无二的,”Kara Dobson 说。“它汇集了来自全球和各大洲(包括南极洲)的实验数据。”
该团队建议更广泛地纳入物种类型。非本地和非维管植物需要更多关注。没有它们,预测将保持偏差。
气候变化需要更好的模型
过去的许多变暖研究只关注一种背景,例如夏季、某些物种或特定地区。这项分析表明,没有一个特征可以说明全部情况。
变暖对植物的影响不同,具体取决于纬度、植物类型和实验持续时间。好消息是,协调一致的全球努力,如 LTER 和 WaRM 网络,正在开始缩小这些差距。
植物不是被动的参与者。他们适应、衰落或茁壮成长,有时同时出现。但要了解这些变化,我们需要审视所有季节和所有生态系统。不仅仅是在阳光最耀眼的时候。
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